李德文，王少銘，羅莉斯，侯穎輝，冷家歸，李晉華，汪志燚

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 香料研究所，貴州 貴陽 550006； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 油料研究所，貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】大蒜是百合科蔥屬二年生草本植物，是藥食兼用蔬菜，也是重要的調(diào)味品。中國大蒜種植面積和年產(chǎn)量位于世界第一，是世界最大的大蒜出口國[1]。貴州省大蒜種植面積2.8萬hm2左右，約占全國大蒜種植面積的3.6%，屬于全國主產(chǎn)區(qū)之一[2]，主要分布在麻江、威寧、道真、務(wù)川、七星關(guān)區(qū)、萬山區(qū)等地，品種類型有紅皮大蒜、紫皮大蒜和白皮大蒜，以種植紅皮大蒜面積最大。氮磷鉀是大蒜生長發(fā)育過程中不可或缺的必需營養(yǎng)元素，合理配施氮磷鉀肥不僅提高蒜頭產(chǎn)量，還在一定程度上增強大蒜對各類脅迫的抗耐性。在大蒜生產(chǎn)中，種植戶偏施氮肥而不施或少施磷鉀肥，致使土壤中氮、磷、鉀的有效含量嚴(yán)重失衡，大多數(shù)呈現(xiàn)水堿氮含量偏高而有效磷鉀含量低的情況[3]，既造成了大量氮營養(yǎng)流失，增加生產(chǎn)成本，又制約了大蒜蒜頭產(chǎn)量的提高。因此，研究氮磷鉀肥在大蒜生產(chǎn)中的合理施用具有重要的現(xiàn)實意義?！厩叭搜芯窟M展】不同大蒜品種對氮磷鉀需求比例有所不同，適當(dāng)增施氮磷鉀肥可以增加大蒜產(chǎn)量，而缺失氮磷鉀肥會降低大蒜產(chǎn)量[4-6]。崔艷秋等[7]研究表明，金鄉(xiāng)大蒜生長過程中，吸氮最多，鉀次之，磷最少，氮、鉀吸收高峰在鱗莖膨大期，磷吸收高峰在蒜薹伸長期，其吸收比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶0.70。劉紅耀等[8]研究認(rèn)為，增施氮、磷、鉀均可促進四川二水早的蒜苗植株長高、葉片增大、葉片數(shù)增多，以N∶P2O5∶K2O=1∶0.4∶0.5配比最佳?！狙芯壳腥朦c】在不同生態(tài)氣候和土壤環(huán)境條件下，不同大蒜品種以及種植管理方式對氮磷鉀需求比例有所不同。針對貴州省貴陽市生態(tài)區(qū)及其相似區(qū)域紅皮大蒜氮磷鉀配方施肥相關(guān)研究未見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】于2017—2018年度在貴陽市花溪區(qū)開展紅皮大蒜氮磷鉀肥料試驗，主要研究氮磷鉀不同施用量及配比對紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量和主要經(jīng)濟性狀的影響，以期為紅皮大蒜在貴陽生態(tài)區(qū)及其相似區(qū)域高產(chǎn)栽培提供施肥參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試大蒜品種為紅皮大蒜，是從地方品種麻江紅蒜中系選2代的大蒜種，由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所提供。選擇蒜瓣整齊、無病斑、無損傷的蒜頭作種蒜，淘汰夾瓣蒜。試驗肥料為尿素(含N 46.4%)、鈣鎂磷肥(含P2O512%)、農(nóng)用硫酸鉀(含K2O 51%)，均為市購。

1.2 試驗地概況

試驗設(shè)在貴州省貴陽市花溪區(qū)貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研試驗地，平均海拔1 100 m，屬于亞熱帶濕潤溫和型氣候，年均氣溫15.3℃，年均相對濕度77%，年均總降水量1 129.5 mm。試驗地前作生姜，黃壤土。土壤有機質(zhì)含量16.60 g/kg、堿解氮含量146.36 mg/kg、有效磷含量25.60 mg/kg、速效鉀含量256.00 mg/kg、pH 5.24。從土壤理化性質(zhì)可看出，土壤偏酸性，有機質(zhì)和堿解氮含量中等，有效磷和速效鉀含量豐富。

1.3 試驗設(shè)計

采用“3414”試驗設(shè)計，設(shè)N、P、K 3個因素，每個因素設(shè)4個水平(其中0水平為不施肥，2水平為當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿康慕浦担?水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5)，共14個處理(表1)，其中2水平的施肥水平為N 15 kg/667m2、P2O56 kg/667m2、K2O 15 kg/667m2。2次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2，小區(qū)間走道寬0.5 m，直播，種植密度33 000株/667m2，行距0.2 m、株距0.1 m，四周種植保護行。磷、鉀肥一次性作基肥施用；氮肥作追肥，分別在幼苗期、返青期和抽薹期按氮肥總量的30%、40%、30%比例施用。

表1 紅皮大蒜“3414”肥效試驗各處理施肥水平和施肥量

1.4 試驗過程

大蒜于2017年9月30日播種。按0.4 m開溝，將全部磷鉀肥施入溝內(nèi)并與表土充分混勻，每溝種植2排大蒜。選取頂芽未受傷的蒜瓣按預(yù)定行株距垂直插入土中，微露尖端，覆蓋細(xì)土2 cm。2017年10月8日出苗，分別在2017年11月5日幼苗期、2018年2月10日蒜苗返青期和2018年4月5日抽薹初期追施尿素，中耕除草2次，澆水2次，病蟲害防治與常規(guī)栽培相同。

2017年12月25日每小區(qū)選擇10株蒜苗考種，2018年4月14日選擇10株蒜薹考種。2018年5月30日收獲蒜頭，待蒜頭晾曬干，剪去蒜梗和根須后稱重測產(chǎn)，并取樣10個蒜頭考種。考種記載標(biāo)準(zhǔn)參照《大蒜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[9]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2010和測土配方施肥3414試驗分析器SG2.2[10]進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷鉀配比處理紅皮大蒜的主要經(jīng)濟性狀

從表2可知，紅皮大蒜的蒜苗、蒜薹和蒜頭的主要經(jīng)濟性狀均以不施肥處理(N0P0K0)最低，表明增施氮磷鉀肥對紅皮大蒜主要經(jīng)濟性狀有影響。當(dāng)磷、鉀肥均處于最佳水平時，蒜苗的葉片數(shù)和假莖粗隨氮肥用量的增加而增加；而蒜苗假莖長、單株重、蒜薹和蒜頭性狀均是先增加后減少，且都在N2P2K2處理達最大。當(dāng)?shù)?、鉀肥均處于最佳水平時，蒜苗葉片數(shù)、單株重、蒜薹、鱗莖高、鱗莖橫莖和鱗莖干重均是先增后減，且都在N2P2K2處理達最大。當(dāng)?shù)?、磷肥均處于最佳水平時，增施鉀肥有利于增加蒜苗假莖長、蒜薹重量、鱗莖高和鱗莖重量，最大施鉀處理(N2P2K3)的假莖長、蒜薹重、鱗莖高和鱗莖重分別比缺鉀處理(N2P2K0)增加0.9 cm、1.75 g、3.16 cm和2.5 g。表明，適宜氮肥施用量有利于促進紅皮大蒜的生長，增加植株葉片數(shù)和假莖粗，蒜薹抽出時間快，后期功能葉片向下提供營養(yǎng)給蒜頭；氮肥施用量過多，大蒜蒜苗期營養(yǎng)體生長旺盛，抽薹期馬尾蒜較多，導(dǎo)致蒜薹產(chǎn)量和品質(zhì)下降，同時馬尾蒜消耗大量營養(yǎng)使得蒜瓣發(fā)育不充實，夾瓣蒜、小瓣蒜較多，蒜頭產(chǎn)量反而下降。氮磷鉀肥合理配施有利于紅皮大蒜苗期的生長，在抽薹后延緩植株葉片衰老，提供充足營養(yǎng)，促進鱗莖膨大，實現(xiàn)蒜薹和蒜頭產(chǎn)量均增加的雙重目標(biāo)。

表2 大蒜肥效試驗的主要經(jīng)濟性狀

2.2 不同氮磷鉀配比處理紅皮大蒜的蒜頭和蒜薹產(chǎn)量

2.2.1 蒜頭產(chǎn)量 從表3看出，不同處理間紅皮大蒜的蒜頭產(chǎn)量存在差異。紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量以N2P2K3處理的最高，達632.42 kg/667m2；其次是N2P1K2處理，為623.98 kg/667m2；第3是N2P3K2處理，為621.95 kg/667m2；第4是N2P2K2處理，為620.94 kg/667m2。這4個處理的蒜頭產(chǎn)量均在620 kg/667m2以上，4個處理間差異不顯著，但均與N1P2K2、N0P2K2、N0P0K0處理存在顯著差異。

表3 大蒜肥效試驗各處理的產(chǎn)量

不施肥處理(N0P0K0)蒜頭產(chǎn)量為440.22 kg/667m2，缺氮處理(N0P2K2)蒜頭產(chǎn)量484.75 kg/667m2，缺磷處理(N2P0K2)蒜頭產(chǎn)量599.3 kg/667m2，缺鉀處理(N2P2K0)蒜頭產(chǎn)量566.11 kg/667m2，分別比N2P2K2處理(當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿康慕浦?減產(chǎn)180.72 kg/667m2、136.19 kg/667m2、21.64 kg/667m2、54.83 kg/667m2，減產(chǎn)率依次為29.1%、21.9%、3.5%、8.8%。說明，缺氮對紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量的影響最大，其次是缺鉀，而缺磷的影響相對較小，氮磷鉀肥配合施用能夠明顯提高紅皮大蒜的蒜頭產(chǎn)量水平。

2.2.2 蒜薹產(chǎn)量 蒜薹產(chǎn)量以N2P2K3最高，為294.15 kg/667m2，其次是N2P2K2，為282.81 kg/667m2，第三是N3P2K2，產(chǎn)量為278.81 kg/667m2。表明，高肥力水平可促進蒜薹產(chǎn)量的提高。

2.3 不同氮磷鉀配比處理紅皮大蒜的經(jīng)濟效益

從表4看出，N2P2K3處理的總產(chǎn)值(蒜頭產(chǎn)值和蒜薹產(chǎn)值)和純收入均最高，分別為6 530.11元/667m2和3 396.11元/667m2，純收入比N0P0K0處理增加1 503.85元/667m2；其次是N2P2K2處理，總產(chǎn)值和純收入分別為6 381.57元/667m2和3 317.57元/667m2，純收入比N0P0K0處理增加1 425.31元/667m2；雖然N2P3K2處理的總產(chǎn)值超過N2P1K2處理，但其純收入沒有N2P1K2處理的純收入高，這2個處理的純收入均超過3 200元/667m2；而N0P0K0處理的純收入為1 892.26元/667m2。當(dāng)磷、鉀肥施用量處于2水平時，增施氮肥有利于提高紅皮大蒜的總產(chǎn)值和純收入，但是氮肥施用過量，單位面積內(nèi)的總產(chǎn)值和純收入反而降低。在本試驗地土壤有效磷和速效鉀含量豐富條件下，增施鉀肥對單位面積內(nèi)總產(chǎn)值和純收入的影響明顯大于施磷效果。因此，采取控氮增鉀施肥措施有利于提高紅皮大蒜的總產(chǎn)值和純收入。

表4 大蒜肥效試驗各處理的經(jīng)濟效益

2.4 蒜頭產(chǎn)量與氮磷鉀的施肥數(shù)學(xué)模型

將產(chǎn)量結(jié)果進行回歸分析，得出紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量(y)與氮磷鉀(NPK)肥施用量的回歸數(shù)學(xué)模型：y=441.38+15.65N+4.77P+3.3K+0.034NP+0.108NK+0.09PK-0.53N2-0.568P2-0.122K2。對回歸方程進行檢驗，相關(guān)系數(shù)R2=0.98，F(xiàn)=26.82>F0.05(6)，達顯著水平。說明，回歸模型與實際吻合較好，可對其進行優(yōu)化分析。在產(chǎn)量回歸數(shù)學(xué)模型中，氮磷鉀3因素中任意固定其中2個在“2”水平，變化另1個因素得單因素子模型：氮肥的子模型為y=479.702+17.474N-0.53N2，磷肥的子模型為y=603.23+6.63P-0.568P2，鉀肥的子模型為y=568.112+5.46K-0.122K2。通過對子模型中常數(shù)項系數(shù)進行比較，不施氮肥紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量最低，其次是鉀肥和磷肥；一次項系數(shù)的大小反映施肥的增產(chǎn)效應(yīng)，順序為氮>磷>鉀；二次項系數(shù)為負(fù)數(shù)，表明施肥并不是越多越好，當(dāng)施用量超過一定量時紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量反而下降。

各單因子最大施用量分別為純N 17.39 kg/667m2、P2O56.59 kg/667m2、K2O 23.67 kg/667m2，紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量可達632.17 kg/667m2。在考慮肥料和蒜頭價格情況下，通過對回歸數(shù)學(xué)模型求導(dǎo)，得出紅皮大蒜在貴陽生態(tài)區(qū)的最佳施肥方案為純N 16.17 kg/667m2、P2O55.17 kg/667m2、K2O 17.77 kg/667m2，即N∶P2O5∶K2O=3∶1∶3.5時，紅皮大蒜可獲得630 kg/667m2蒜頭產(chǎn)量水平。

3 討論

大蒜是喜肥作物，整個生育期需要較多的養(yǎng)分，尤其對氮鉀需求量大，其次為磷。三者中缺少任一種元素都會使大蒜生長發(fā)育不良，導(dǎo)致減產(chǎn)[11-13]。施肥量及土壤氮磷鉀的豐缺程度影響大蒜對氮、磷、鉀素的利用率[14-15]。氮素是大蒜生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素，施用氮肥能大幅度提高蒜薹和蒜頭產(chǎn)量，施鉀表現(xiàn)為單個鱗莖重增加和蒜頭品質(zhì)改善。大蒜需氮鉀營養(yǎng)較多，但磷素營養(yǎng)也不可忽視。在一定施磷水平下，磷可促進氮鉀營養(yǎng)的吸收。大蒜缺磷表現(xiàn)為植株矮小、根系短少、葉片狹窄、葉色暗綠，下部葉片比供磷充足的大蒜植株提早枯黃，從而降低產(chǎn)量。只有平衡供給大蒜各種營養(yǎng)，才能獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的蒜頭產(chǎn)品。研究表明，缺氮對紅皮大蒜蒜頭產(chǎn)量的影響最大，其次是缺鉀，而缺磷的影響相對較小。適宜氮肥施用量有利于促進紅皮大蒜的生長，增加植株葉片數(shù)和假莖粗，蒜薹抽出時間快，后期功能葉片向下提供營養(yǎng)給蒜頭；氮肥施用量過多，大蒜苗期營養(yǎng)體生長旺盛，抽薹期馬尾蒜較多，導(dǎo)致蒜薹產(chǎn)量和品質(zhì)下降，同時馬尾蒜消耗大量營養(yǎng)使得蒜瓣發(fā)育不充實，夾瓣蒜、小瓣蒜較多，蒜頭產(chǎn)量反而下降，單位面積內(nèi)的產(chǎn)值和純收入反而降低。在本試驗地土壤有效磷和速效鉀含量豐富條件下，增施鉀肥對單位面積內(nèi)蒜頭產(chǎn)值和純收入的影響明顯大于施磷效果。因此，采取控氮增鉀施肥措施有利于提高紅皮大蒜蒜頭的產(chǎn)值和純收入。

大蒜根系較淺，根毛極少且細(xì)弱，根系吸收能力較差，對水肥反應(yīng)敏感，具有喜濕、喜肥和耐肥的特點。大蒜的鱗芽和花芽分化期是大蒜生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，根系生長增強，加速對土壤營養(yǎng)的吸收。從花芽分化結(jié)束到蒜薹采收是營養(yǎng)生長與生殖生長并進時期，生長量最大，需肥水量也最多，是大蒜肥水管理的關(guān)鍵時期。由于每種營養(yǎng)元素的吸收高峰不同，合理控制每種肥料基肥和追肥比例是獲得大蒜高產(chǎn)的必要條件。在大蒜返青期及抽薹期施肥量各占總量的40%和30%，即抽薹期的施肥量不能太多，特別注意控制氮肥用量。如遇蒜地土壤濕度偏低，有條件的地方應(yīng)抽水漫灌蒜地或隔1周澆水1次，確保肥料的充分吸收。

4 結(jié)論

氮磷鉀肥合理配施有利于紅皮大蒜苗期生長，在抽薹后延緩植株葉片衰老，提供充足的營養(yǎng)，促進鱗莖的膨大，實現(xiàn)蒜薹和蒜頭產(chǎn)量均增加的雙重目標(biāo)。紅皮大蒜在貴陽生態(tài)區(qū)及相似區(qū)域的最佳施肥方案為純N 16.17 kg/667m2、P2O55.17 kg/667m2、K2O 17.77 kg/667m2，即N∶P2O5∶K2O=3∶1∶3.5時，紅皮大蒜可獲得630 kg/667m2蒜頭產(chǎn)量水平，純收入達3 300元/667m2。